地源熱泵系統(tǒng)能效評(píng)估方法研究

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1、地源熱泵系統(tǒng)能效評(píng)估方法研究　　摘要：地源熱泵是利用淺層地能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù)，熱泵是利用逆卡諾循環(huán)原理轉(zhuǎn)移冷量和熱量的設(shè)備。本文以某地源熱泵系統(tǒng)項(xiàng)目為例，簡單的探討了下地源熱泵系統(tǒng)的能效評(píng)估方法和計(jì)算過程。地源熱泵系統(tǒng)的能效評(píng)估主要是基于現(xiàn)場(chǎng)性能檢測(cè)的數(shù)據(jù)和建設(shè)單位提供的資料文件參數(shù)，評(píng)估的結(jié)果正確與否與提供的參數(shù)準(zhǔn)確性有直接關(guān)系，確保資料的準(zhǔn)確性?！　￡P(guān)鍵詞：地源熱泵；系統(tǒng)能效評(píng)估；度日法；溫頻法　　地源熱泵系統(tǒng)是利用淺層地能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù)的環(huán)保能源利用系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)通常是轉(zhuǎn)移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方，還利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力，冬季地源

2、把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，一個(gè)年度形成一個(gè)冷熱循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的功能。具有以下特點(diǎn)：制冷模式。在制冷狀態(tài)下，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，使其進(jìn)行汽-液轉(zhuǎn)化的循環(huán)。通過蒸發(fā)器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)將由風(fēng)機(jī)盤管循環(huán)所攜帶的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)同時(shí)再通過冷凝器內(nèi)冷媒的冷凝，由水路循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收，最終由水路循環(huán)轉(zhuǎn)移至地水、地下水或土壤里。在室內(nèi)熱量不斷轉(zhuǎn)移至地下的過程中，通過風(fēng)機(jī)盤管，以13℃以下的冷風(fēng)的形式為房間供冷。制熱模式。在供暖狀態(tài)下，壓縮機(jī)對(duì)冷媒做功，并通過換向閥將冷媒流動(dòng)方向換向。由地下的水路循環(huán)吸收地表水、地下水或土壤里的熱

3、量，通過冷凝器內(nèi)冷媒的蒸發(fā)，將水路循環(huán)中的熱量吸收至冷媒中，在冷媒循環(huán)的同時(shí)再通過蒸發(fā)器內(nèi)冷媒的冷凝，由風(fēng)機(jī)盤管循環(huán)將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉(zhuǎn)移至室內(nèi)的過程中，以35℃以上熱風(fēng)的形式向室內(nèi)供暖。地源熱泵系統(tǒng)由以室外系統(tǒng)，室內(nèi)系統(tǒng)，機(jī)房系統(tǒng)三部分組成。也就是經(jīng)常說的地源熱泵空調(diào)三合一。地源熱泵系統(tǒng)的室外系統(tǒng)主要由地埋管，地埋管填料，組成。地埋管是室外地下?lián)Q熱器，就是降水通過地埋管在地下循環(huán)，在底下進(jìn)行熱交換。地埋管填料是地埋管的輔助材料，是為了讓地埋管能夠更好的在底下達(dá)到換熱的效果?！　∧稠?xiàng)目評(píng)估是整個(gè)評(píng)估過程中最關(guān)鍵、最難的一項(xiàng)，地源熱泵系統(tǒng)的常規(guī)能源替代量=傳統(tǒng)系統(tǒng)的總能耗一

4、地源熱泵系統(tǒng)的總能耗。能耗計(jì)算方法主要分為精確模擬計(jì)算法和簡化模擬法，在地源熱泵系統(tǒng)中多采用簡化模擬法，冬季根據(jù)測(cè)試期間系統(tǒng)的實(shí)測(cè)熱負(fù)荷和室外氣象參數(shù)，采用度日法計(jì)算供暖季熱負(fù)荷：夏季根據(jù)測(cè)試期間系統(tǒng)的實(shí)測(cè)冷負(fù)荷和室外氣象參數(shù)，采用溫頻法計(jì)算供冷季累計(jì)冷負(fù)荷。　　傳統(tǒng)系統(tǒng)的總能耗計(jì)算　　冬季供暖采用度日法計(jì)算供暖季累計(jì)熱負(fù)荷：查設(shè)計(jì)文件可知△TN-W=℃，q=/kgce，設(shè)計(jì)空調(diào)熱負(fù)荷qh=1821.7kw；選取燃煤鍋爐房作為比較對(duì)象，鍋爐ηt=68%。用度日法計(jì)算供暖季累計(jì)熱負(fù)荷，代入公式：　　QH=24qhCD/△TN-W=/≈2275620kWh　　將計(jì)算參數(shù)和查找出的參數(shù)代入采暖系統(tǒng)總

5、能耗公式：　　Qth=QH/ηtq=/≈411076kgce　　夏季制冷采用溫頻法計(jì)算制冷季累計(jì)冷負(fù)荷：查設(shè)計(jì)文件可知tKJ=32.1℃，QKJ=1783.3Kw，tN=25℃；室外溫度采用典型年數(shù)據(jù)；選取常規(guī)水冷冷水機(jī)組作為比較對(duì)象，系統(tǒng)能效比EERt=，D=/kWh。　　將查找出的參數(shù)代入公式，求出每一溫頻段下的冷負(fù)荷：　　Qout=×QKJ/將計(jì)算參數(shù)和查找出的參數(shù)代入制冷系統(tǒng)總能耗公式：　　Qtc=DQc/=/≈326756kgce故傳統(tǒng)系統(tǒng)的總能耗Qt=Qth+Qtc=411076+326756=737832kgc　　地源熱泵系統(tǒng)的總能耗計(jì)算　　將項(xiàng)目實(shí)測(cè)的系統(tǒng)能效比EERsys=，

6、COPsys=2.2；計(jì)算出的建筑全年累計(jì)冷、熱負(fù)荷Qc=2359903kWh，QH=2275620kWh，代入公式：　　Qrc=DQc/=/≈229612kgce　　Qrh=DQH/=×）/≈372374kgce　　故地源熱泵系統(tǒng)的總能耗Qr=Qrc+Qrh=229612+372374=601986kgce　　節(jié)能量的計(jì)算　　常規(guī)能源替代量Qs=Qt-Qr=737832-601986=135847kgce=　　環(huán)境效益評(píng)估方法　　該項(xiàng)評(píng)估是通過轉(zhuǎn)換為一次能源的節(jié)能量計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行環(huán)保效益評(píng)估，主要包括二氧化碳、二氧化硫及粉塵。根據(jù)項(xiàng)目全年常規(guī)能源替代量的計(jì)算結(jié)果，代入以下公式：　　QCO2=

7、=×135.8=335.4t/年　　QSO2==×135.8=/年　　Qfc==×135.8=/年　　經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估方法　　通過常規(guī)能源替代量計(jì)算結(jié)果和項(xiàng)目的增量成本比較計(jì)算項(xiàng)目的年節(jié)約費(fèi)用、靜態(tài)投資回收年限，來進(jìn)行項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估。查項(xiàng)目申報(bào)書和項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案、項(xiàng)目決算書等文件可知當(dāng)?shù)赜秒妴蝺r(jià)為P=元/kWh，項(xiàng)目建筑面積33126m2，項(xiàng)目增量成本元/m2；查標(biāo)準(zhǔn)可知標(biāo)準(zhǔn)熱煤值q=/kgce，代入